JP2006077492A - Earthquake resisting pier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地震の揺れに耐える耐震橋脚に関する。 The present invention relates to an earthquake-resistant pier that can withstand earthquake shaking.
一般に、構造物には、地震発生時における地震の振動に対応するために耐震構造や免震構造、制震構造等が採用されている。
例えば、図13(a)に示すような鋼製橋脚300の場合は、コンクリートにより製作されたフーチング330上に鋼板により箱状または円筒状に製作された柱部分320が設けられ、この柱部分320の下端部にベースプレート340が設けられ、アンカーフレーム370がフーチング330に埋設され、これらのベースプレート340とアンカーフレーム370とがアンカーボルト350及びナット360,360により締め付けられて、柱部分320とフーチング330とが連結されている。このように構成される鋼製橋脚300は、柱部分320が降伏、損傷するまでの間、地震力に耐えられるようになっている。したがって、柱部分320が降伏、損傷してしまうと、橋脚のみならず高架橋全体の大規模な改修等が必要となるため、橋脚の構造を頑丈なものとする必要があった。
そこで、橋脚の柱部分320が降伏、損傷しないように、例えば、特許文献1及び特許文献2に示すような耐震構造を有する耐震橋脚が提案されている。
In general, seismic structures, seismic isolation structures, vibration control structures, and the like are employed for structures in order to cope with earthquake vibrations when an earthquake occurs.
For example, in the case of a
Then, the earthquake-resistant pier which has an earthquake-proof structure as shown in patent document 1 and patent document 2 is proposed so that the
特許文献1に示されている耐震橋脚300aは、図13(b)に示すように、上部ブラケット380aが柱部分320の上部に取り付けられ、下部ブラケット380bが柱部分320下部側のベースプレート340に取り付けられており、この上部ブラケット380aと下部ブラケット380bとの間には、両端に制震部材390,390を備えた棒部材310が配置され、各端部の制震部材390,390が上部ブラケット380a又は下部ブラケット380bと接合されている。ここで、制震部材390は、柱部分320よりも降伏点が低い鋼材で形成されている。これにより、地震によって耐震橋脚300aが振動した場合、柱部分320よりも先に制震部材390が降伏するので、柱部分320が降伏、損傷することがなく、耐震橋脚300aを地震の振動から守ることができる。
しかしながら、このような、耐震橋脚300aでは、棒部材310が地震の振動によって大きく揺れてしまった場合は、この棒部材310の振動が地震の振動に付加された状態で制震部材390に作用する恐れがあり、地震発生後、地震力の小さい早い時期に制震部材390が降伏する危険性がある。この場合、早い時期に制震部材が降伏すると、地震の振動が耐震橋脚300aの柱部分320に負荷をかけて、柱部分320を降伏、損傷させる危険性がある。また、下部の制震部材390が降伏した場合、棒部材310が揺れて柱部分320に損傷を与える恐れがあり、上部の制震部材390が降伏した場合、棒部材310の重みで下部の制震部材390が降伏して、道路周辺に棒部材310が倒壊する恐れもある。
さらに、フーチング330に埋設されるアンカーフレーム370は高価であって、耐震橋脚300aのコスト増加の原因の一つにあげられる。このような高価な耐震橋脚300aは、公共事業削減の中、道路建設の予算削減に対応しにくいため、従来の耐震性を確保しつつ安価な耐震構造の耐震橋脚が望まれている。
As shown in FIG. 13B, the earthquake-
However, in such an earthquake-
Furthermore, the
また、特許文献2に示されている耐震橋脚400は、図14に示すように、ラーメン橋脚における一対の立設する脚部410,410の間に設けた耐震梁420に降伏点の低い極軟鋼材421が備えられた構造となっており、地震が発生した場合に極軟鋼材421が最初に降伏し、又は降伏点を超えて変形することで、耐震橋脚400(ラーメン橋脚)を保護することができるようになっている。
しかしながら、このような耐震橋脚400は、地震による揺れがどの方向に作用するか不確定であるため、一方向にしか設けられていない耐震梁420では不確定な方向に揺れる地震の揺れに対応できない恐れがあった。
また、この耐震橋脚400(ラーメン橋脚)の場合、脚部410と脚部410との間隔が広いため、この間隔に耐震梁420を設けると、耐震梁420の大型化、高性能化が要求され、耐震梁420の製造コストが増大するという問題もある。
また、このような耐震梁420は、ラーメン橋脚形式にしか適応することができないため、汎用性が低いという問題もあった。
However, since such an earthquake-
In the case of the seismic bridge pier 400 (ramen pier), since the space between the
In addition, since such a seismic
そこで、本発明は、前記した問題を解決し、不確定な地震の揺れの方向によらず橋脚の倒壊を防ぎ、また、建設コストが低い耐震橋脚を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, to prevent a pier from collapsing regardless of an uncertain earthquake shaking direction, and to provide an earthquake-resistant pier having a low construction cost.
前記課題を解決するため、本発明は、基礎に立設される複数の柱材と、隣り合う前記柱材同士を連結するつなぎ部材と、を備え、前記各柱材が鋼管材であり、前記各柱材が揺れた場合に前記つなぎ部材が変形することを特徴とする耐震橋脚である。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention comprises a plurality of column members erected on a foundation, and a connecting member that connects the adjacent column members, and each of the column members is a steel pipe material, The seismic bridge pier is characterized in that the connecting member is deformed when each column member swings.
このように、つなぎ部材が隣り合う柱材に接続しており、各柱材が揺れた場合につなぎ部材が変形するので、各柱材の揺れによる倒壊を防ぐことができるようになっている。
また、柱材に既製の鋼管材を用いたことにより製作コストを、柱材(鋼管材)の架設期間が短縮されることにより耐震橋脚の架設コストを低くすることができる。
なお、建設コストとは、製作コストと架設コストとを合計させたコストをいう。
In this manner, the connecting members are connected to the adjacent column members, and the connecting members are deformed when the respective column members are shaken, so that the collapse due to the shaking of the respective column members can be prevented.
Moreover, it is possible to reduce the manufacturing cost by using a ready-made steel pipe material for the column material, and the installation cost of the earthquake-resistant pier by shortening the erection period of the column material (steel pipe material).
The construction cost is a total cost of production cost and erection cost.
また、本発明は、請求項1に記載の発明であって、前記複数の柱材が、多角形を形成する頂点上に各々配置されていることを特徴とする耐震橋脚である。 Moreover, this invention is invention of Claim 1, Comprising: These pillar materials are each arrange | positioned on the vertex which forms a polygon, It is an earthquake-resistant pier characterized by the above-mentioned.
「多角形を形成する頂点上に各々配置」とは、地面に対して多角形を描くように、その多角形の頂点位置に、複数の柱材を各々配置するということである。 “Arrange each on the vertex forming the polygon” means that a plurality of column members are respectively arranged at the vertex position of the polygon so as to draw the polygon with respect to the ground.
このように、複数の柱材が、多角形を形成する頂点上に各々配置されているので、これら複数の柱材につなぎ部材を連結することにより、不確定な地震の揺れの方向によらず、柱材を保護することができるようになっている。 In this way, since the plurality of pillars are arranged on the vertices forming the polygon, by connecting the connecting members to the plurality of pillars, regardless of the direction of uncertain earthquake shaking. The column material can be protected.
また、本発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明であって、前記つなぎ部材が、前記各柱材に取り付けられる取付用鋼材と、これら取付用鋼材の間に設けられる低降伏点鋼材とを備え、前記低降伏点鋼材の降伏点が前記取付用鋼材及び前記柱材の降伏点よりも低く設定されて構成されていることを特徴とする耐震橋脚である。 Moreover, this invention is invention of Claim 1 or Claim 2, Comprising: The low yield point provided between the steel materials for attachment in which the said connection member is attached to each said column material, and these steel materials for attachment An earthquake resistant pier comprising a steel material, wherein the yield point of the low yield point steel material is set lower than the yield point of the mounting steel material and the column material.
このように、つなぎ部材が、柱材に取り付けられる取付用鋼材と、この取付用鋼材よりも降伏点の低い低降伏点鋼材から構成されており、低降伏点鋼材の両端部に取付用鋼材を備えて、隣り合う柱材の間に配置させて、取付用鋼材を柱材に取り付ける。
これにより、地震力により各柱材が揺れた場合、つなぎ部材を取り付けた位置において、各柱材の相対変位によりつなぎ部材にせん断力が作用し、つなぎ部材の低降伏点鋼材が、取付用鋼材及び柱材よりも先に降伏する。
このように、つなぎ部材が低降伏点鋼材を備えることにより、柱材が降伏する前に低降伏点鋼材が先に降伏し、地震エネルギを吸収するので、柱材を降伏または損傷させずに地震力から保護することができるようになっている。
In this way, the connecting member is composed of a mounting steel material to be attached to the column material and a low yield point steel material having a lower yield point than the mounting steel material, and the mounting steel material is attached to both ends of the low yield point steel material. It is provided and it arrange | positions between adjacent pillar materials, and attaches the steel material for attachment to a pillar material.
As a result, when each column member is shaken by the seismic force, a shear force acts on the connection member due to the relative displacement of each column member at the position where the connection member is attached, and the low yield point steel material of the connection member is the steel material for mounting. And yield before the column.
In this way, the connecting member is provided with the low yield point steel material, so that the low yield point steel material yields first and the seismic energy is absorbed before the column material yields, so the earthquake does not yield or damage the column material. It can be protected from power.
また、本発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明であって、前記つなぎ部材が、前記各柱材に取り付けられる取付用鋼材と、これら取付用鋼材の間に設けられるゴムダンパー部材とを備え、前記ゴムダンパー部材がせん断変形することを特徴とする耐震橋脚である。 Moreover, this invention is invention of Claim 1 or Claim 2, Comprising: The said connection member is the steel material for attachment attached to each said column material, and the rubber damper member provided between these steel materials for attachment And the rubber damper member undergoes shear deformation.
このように、つなぎ部材が、柱材に取り付けられる取付用鋼材と、せん断変形するゴムダンパー部材とから構成されており、ゴムダンパー部材の両端部に取付用鋼材を備えて、隣り合う柱材の間に配置させて、取付用鋼材を柱材に取り付ける。
これにより、地震力により各柱材が揺れた場合、つなぎ部材を取り付けた位置において、各柱材の相対変位によりつなぎ部材にせん断力が作用しても、つなぎ部材のゴムダンパー部材がせん断変形して地震エネルギを吸収することができるようになっている。
このように、つなぎ部材がゴムダンパー部材を備えていることにより、柱材を降伏または損傷させずに地震力から保護することができるようになっている。
As described above, the connecting member is composed of the mounting steel material attached to the column material and the rubber damper member that undergoes shear deformation, and includes the mounting steel material at both ends of the rubber damper member, Place the steel material for mounting on the column material.
As a result, when each column member is shaken by the seismic force, the rubber damper member of the connecting member undergoes shear deformation even if a shearing force acts on the connecting member due to the relative displacement of each column member at the position where the connecting member is attached. It can absorb the seismic energy.
As described above, since the connecting member includes the rubber damper member, the column member can be protected from the seismic force without yielding or damaging.
また、本発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の発明であって、前記つなぎ部材が交換可能に設けられていることを特徴とする耐震橋脚である。 Moreover, this invention is invention of any one of Claim 1 thru | or 4, Comprising: The said connection member is provided so that replacement | exchange is possible, It is an earthquake-resistant bridge pier characterized by the above-mentioned.
このように、つなぎ部材を交換可能にすることで、例えば、地震や経年変化によりつなぎ部材が損傷した場合であっても、新たなつなぎ部材に交換することができるので、引き続き耐震橋脚の耐震構造の性能を保持することができる。 In this way, by making the connecting member replaceable, for example, even when the connecting member is damaged due to an earthquake or secular change, it can be replaced with a new connecting member. Performance can be maintained.
このような耐震橋脚によれば、不確定な地震の揺れの方向によらず橋脚の倒壊を防ぎ、建設コストを低くすることができる。 According to such an earthquake-resistant pier, it is possible to prevent the pier from collapsing regardless of the direction of uncertain earthquake shaking and to reduce the construction cost.
本発明を実施するための最良の一形態(以下「実施形態」という)について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、説明において、同一要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
A best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings.
In the description, the same reference numerals are used for the same elements, and redundant descriptions are omitted.
(第一の実施形態)
図1は、本発明の第一の実施形態に係る耐震橋脚の一例を示す斜視図である。図2は、図1のA部拡大図である。図3は、つなぎ部材の一例を示す斜視図である。図4は、本発明の第一の実施形態に係る耐震橋脚の一例を示す平面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a seismic pier according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of part A in FIG. FIG. 3 is a perspective view illustrating an example of a connecting member. FIG. 4 is a plan view showing an example of the earthquake-resistant pier according to the first embodiment of the present invention.
本発明の第一の実施形態に係る耐震橋脚10は、図1に示すように、複数の柱材20と、隣り合う柱材20,20を連結するつなぎ部材30とから構成されており、各柱材20,20・・・は、基礎に立設している。この耐震橋脚10は、直上からの荷重を受ける耐震橋脚であって、1本の柱材20だけでは耐震橋脚10としての役割を果たさないが、複数の柱材20,20・・・を用いて、つなぎ部材30,30・・・により隣り合う柱材20を連結することで耐震橋脚10としての役割を果たす。
なお、本実施形態において、耐震橋脚10を構成する柱材20を4本用いた単橋脚形式の場合について説明する。
As shown in FIG. 1, the earthquake-
In the present embodiment, a case of a single pier type using four
耐震橋脚10の柱材20が立設される基礎には鋼管杭Kが用いられ、鋼管杭Kは、地面に対して正四角形を形成する各頂点上(図4参照)に配置されている。また、各鋼管杭K,K・・・は、その上端部を地表に残して地中に設けられている(図1参照)。
したがって、各鋼管杭K,K・・・の上端部に立設される柱材20,20・・・も、地面に対して正四角形を形成する各頂点上に位置することとなる。
A steel pipe pile K is used as a foundation on which the
Therefore, the
柱材20は、図2に示すように、中空であって、長尺の鋼管材を用いており、例えば、杭として用いられている鋼製管材を用いることができる。この柱材20は、その下端部を基礎である鋼管杭Kの上端部と接合することにより立設する。
ここで、鋼管杭Kと接合している柱材20の下端部(基部)には、コンクリートを充填(合成構造)してもよい(図示せず)。これにより、各柱材20の耐震性を向上させることができる。
As shown in FIG. 2, the
Here, the lower end (base) of the
また、柱材20は、所定の長さの鋼管杭を軸方向に連設して用いることもできる。したがって、橋脚として必要となる高さに対応して、本発明の耐震橋脚10の高さを適宜変更することができるようになっている。
なお、図1に示すように、この各柱材20の上部には梁材Hが設けられ、その梁材Hに橋桁材(図示せず)を架設することができるようになっている。
Moreover, the
As shown in FIG. 1, a beam member H is provided on the upper portion of each
つなぎ部材30は、図3に示すように、柱材20(図1,図2参照)に取り付けられる取付用鋼材31,31と取付用鋼材31の間に設けられ低降伏点鋼材32とから構成されており、取付用鋼材31には剛性の高い板状の鋼材が用いられ、また、低降伏点鋼材32には各柱材20及び取付用鋼材31の降伏点よりも低い降伏点を有する板状の鋼材が用いられている。この低降伏点鋼材32は溶接又はボルト・ナット(図示せず)により取付用鋼材31に接合される。
As shown in FIG. 3, the connecting
低降伏点鋼材32の両端部に接合された取付用鋼材31と低降伏点鋼材32とは、I型鋼材のウェブとして用いられる。これにより、耐震橋脚10が受けるせん断力は、ウェブとなる両端部の取付用鋼材31と低降伏点鋼材32とが受け持つこととなる。また、ウェブとなる両端部の取付用鋼材31と低降伏点鋼材32との上部及び下部には低降伏点鋼材32よりも降伏点が高い鋼製のフランジF,Fが設けられる。
The mounting
このつなぎ部材30は、図2に示すように、隣り合う柱材20,20の間に配置され、つなぎ部材30の取付用鋼材31の柱材20側端部を柱材20に溶接又はボルト・ナット(図示せず)で取り付けられる。
As shown in FIG. 2, the connecting
ここで、つなぎ部材30は、柱材20の長さによって、地面G(図1参照)の位置に対して、高さ方向に所定の間隔で、適宜、配置することができる。
Here, the connecting
図1に示すように、つなぎ材30が柱材20に複数取り付けられている場合の各つなぎ材30の取り付け間隔は、例えば、地面Gからの長さが30mである柱材20を用いた場合は、地面Gから高さ方向に10mの位置に第1のつなぎ部材30Aを取り付け、第1のつなぎ部材30Aを取り付けた位置から高さ方向上方に6mずつ2箇所に第2,第3のつなぎ部材30B,30Cを取り付けることができる。
As shown in FIG. 1, when a plurality of connecting
このように、地面Gに対して正四角形の各頂点に配置したそれぞれの柱材20,20・・・に、正四角形の4辺を形成するようにつなぎ部材30を隣り合う柱材20,20に取り付けて、4本の柱材20,20・・・を束ねることにより、単橋脚形式(橋脚が1基である)の耐震橋脚10を形成する。
In this way, the
この耐震橋脚10において、地震が発生した場合のつなぎ部材30,30・・・の役割を説明する。図5は、図1のB矢視方向から耐震橋脚10を見た場合の、耐震橋脚10が地震により揺れた場合の柱材20,20の上端部の変位を示す平面図であり、(a)は、西側に柱材20,20・・・の上端部が変位した場合を示す平面図であり、(b)は、北側に柱材20,20・・・の上端部が変位した場合を示す平面図である。図6は、耐震橋脚10の柱材20が曲がった状態の一例を示す側面図である。
なお、方向を示す東,西,南,北は、図5の紙面上において、上方向を北、下方向を南、左方向を西、右方向を東、とする。
In this earthquake-
In the direction of east, west, south, and north, the upper direction is north, the lower direction is south, the left direction is west, and the right direction is east.
この耐震橋脚10は、図6に示すように、東西側に揺れる地震が発生すると、各柱材20,20・・・は、鋼管杭Kと接合した下端部から略S字形状に曲がる。このとき、各柱材20,20・・・が西側に曲げられた場合について説明すると、図5(a)に示すように、柱材20,20・・・が曲げられると、北側のつなぎ部材30の北西側の柱材20の取り付け位置と北東側の柱材20の取り付け位置とに相対変位が生じ、北側のつなぎ部材30がせん断力を受けることとなる。同様に、南側のつなぎ部材30の南西側の柱材20の取り付け位置と南東側の柱材20の取り付け位置とに相対変位が生じ、南側のつなぎ部材30がせん断力を受けることとなる。一方、西側のつなぎ部材30と東側のつなぎ部材30とには、せん断力の影響をほとんど受けることがない。
As shown in FIG. 6, when the earthquake swaying in the east-west direction occurs, each
このように、地震が発生すると、柱材20,20は略S字形状に曲がり、北側のつなぎ部材30と南側のつなぎ部材30とがせん断力を受け、柱材20,20・・・が倒壊に至る前に、北側、南側それぞれのつなぎ部材30,30の取付用鋼材31,31及びフランジF,F、さらに柱材20,20・・・よりも早く低降伏点鋼材32,32が降伏して柱材20,20・・・の倒壊を防ぐ。
Thus, when an earthquake occurs, the
また、北側のつなぎ部材30の低降伏点鋼材32と南側のつなぎ部材30の低降伏点鋼材32とは、地震の規模により、北側、南側のつなぎ部材30,30の両方、又は、いずれか一方が降伏することにより柱材20,20・・・の倒壊を防ぐことができる。
したがって、つなぎ部材30の低降伏点鋼材32が地震力(地震エネルギ)を吸収することにより、低降伏点鋼材32が損傷することなく各柱材20及び取付用鋼材31よりも早く降伏し、各柱材20の倒壊を防ぐことができる。つまり、つなぎ部材30の低降伏点鋼材32が各柱材20の身代わりとなって降伏することで、各柱材20を保護することができる。
ここで、降伏とは、鋼材としての機能を有しつつ鋼材が塑性域に入った状態を示している。また、損傷とは、鋼材がその機能を果たせない状態となっていることを示している。
Further, the low yield
Therefore, the low yield
Here, the yield indicates a state in which the steel material enters the plastic region while having a function as a steel material. Moreover, damage has shown that the steel material is in the state which cannot fulfill the function.
また、耐震橋脚10は、南北側に揺れる地震が発生すると、各柱材20,20・・・は、鋼管杭Kと取り付けた下端部から南北側に反復するように曲げられる。このとき、各柱材20,20・・・が北側に曲げられた場合について説明すると、図5(b)に示すように、柱材20,20・・・が曲げられると、西側のつなぎ部材30の北西側の柱材20の取り付け位置と南西側の柱材20の取り付け位置とに相対変位が生じ、西側のつなぎ部材30がせん断力を受けることとなる。同様に、東側のつなぎ部材30の北東側の柱材20の取り付け位置と南東側の柱材20の取り付け位置とに相対変位が生じ、東側のつなぎ部材30がせん断力を受けることとなる。一方、北側のつなぎ部材30と南側のつなぎ部材30とには、せん断力の影響をほとんど受けることがない。
Moreover, when the earthquake swaying on the north-south side occurs, the
西側のつなぎ部材30と東側のつなぎ部材30がせん断力を受けると、柱材20,20・・・が倒壊に至る前に、西側、東側それぞれのつなぎ部材30,30の取付用鋼材31,31及びフランジF,F、さらに柱材20,20・・・よりも早く低降伏点鋼材32,32が降伏して、柱材20,20・・・の倒壊を防ぐ。
When the connecting
また、西側のつなぎ部材30の低降伏点鋼材32と東側のつなぎ部材30の低降伏点鋼材32は、地震の規模により、西側、東側のつなぎ部材30,30の両方、又は、いずれか一方が降伏することにより柱材20,20・・・の倒壊を防ぐことができる。
Further, the low
また、耐震橋脚10は、図示しないが、北西−南東側や北東−南西側に揺れる地震が発生すると、各柱材20,20・・・は、鋼管杭Kと接合した下端部から北西−南東側や北東−南西側に反復するように曲げられ、北側,南側,西側,東側の各つなぎ部材30,30・・・が水平面内でせん断力を受ける。
これらつなぎ部材30,30・・・は、水平面内のせん断力を受けると、降伏点を超えない範囲で弾性変形するが、降伏点を超える前に取付用鋼材31及びフランジF,柱材20よりも早く低降伏点鋼材32,32・・・が垂直面内のせん断力で降伏して、柱材20,20・・・の倒壊を防ぐ。
Moreover, although the earthquake-
When these connecting
これにより、あらゆる方向で揺れる地震が発生しても、倒壊しない耐震橋脚10とすることができる。
Thereby, even if the earthquake which shakes in all directions occurs, it can be set as the earthquake-
また、地震により降伏した低降伏点鋼材32は、新たな低降伏点鋼材と取り替えることができる。地震により降伏した低降伏点鋼材32については、目視で確認することができるため、容易に降伏した低降伏点鋼材32を見つけることができる。降伏した低降伏点鋼材32は、つなぎ部材30の両端部の取付用鋼材31から切断又はボルト・ナットを取ることで取り外される。そして、新たな低降伏点鋼材を降伏した低降伏点鋼材32が取り外された位置に溶接によりつなぎ部材30の両端部の取付用鋼材31に接合される。
Moreover, the low
このように、耐震橋脚10を構成したので、建設コストの低コスト化を実現でき、不確定な方向に発生する地震の揺れにも確実に対応することができる。
As described above, since the earthquake-
(第二の実施形態)
本発明の第二の実施形態に係る耐震橋脚11は、つなぎ部材がゴムダンパー部材を備えている点で第一の実施形態と異なる。
図7は、本発明の第二の実施形態に係る耐震橋脚の一例を示す部分斜視図である。図8は、本発明の第二の実施形態に係る耐震橋脚のつなぎ部材の一例を示す斜視図である。図9は、本発明の第二の実施形態に係る耐震橋脚の一例を示す平面図である。図10は、本発明の第二の実施形態に係る耐震橋脚が地震により揺れた状態の一例を示す平面図である。図11は、耐震橋脚11の柱材20が曲がった状態の一例を示す側面図である。
(Second embodiment)
The earthquake-
FIG. 7 is a partial perspective view showing an example of an earthquake-resistant pier according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a perspective view showing an example of a connecting member of an earthquake-resistant pier according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a plan view showing an example of an earthquake-resistant pier according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a plan view showing an example of a state in which the earthquake-resistant pier according to the second embodiment of the present invention is shaken by an earthquake. FIG. 11 is a side view showing an example of a state in which the
この本発明の第二の実施形態に係る耐震橋脚11のつなぎ部材40は、図7及び図9に示すように、取付用鋼材41,41とゴムダンパー部材42とから構成されており、耐震橋脚11の柱材が地震等により揺れると、隣り合う柱材20同士の相対変位により受けるせん断力に耐えることで、各柱材20,20・・・の座屈または倒壊を防ぐ役割を果たす。
取付用鋼材41は、図8に示すように、箱型となっており、一方の端部が柱材20に取り付けられ、他方の端部が後述するゴムダンパー部材42を取り付けられるようになっている。
ゴムダンパー部材42は、一般的な橋梁の支承に使われる積層ゴムのゴム支承が用いられ、例えば地震時における各柱材20の相対変位によってせん断変形してこの相対変位によって受けるせん断力に耐える役割を果たす。
このゴムダンパー部材42に用いられる積層ゴムのゴム支承は、図8及び図9に示すように、その積層面が柱材20の立設方向に対して並行になるように、取付用鋼材41,41に取り付けられる。
As shown in FIG. 7 and FIG. 9, the connecting
As shown in FIG. 8, the mounting
The
As shown in FIGS. 8 and 9, the rubber bearing of the laminated rubber used for the
この耐震橋脚11において、地震が発生した場合のつなぎ部材40,40・・・の役割を説明する。なお、方向を示す東,西,南,北は、図10の紙面上において、上方向を北、下方向を南、左方向を西、右方向を東、とする。
In this earthquake-
耐震橋脚11は、図10に示すように、例えば、北東−南西側に揺れる地震が発生すると、各柱材20,20・・・は、鋼管杭Kと接合した下端部から北東−南西側に反復するように曲げられ、北側,南側,西側,東側の各つなぎ部材40,40・・・がせん断力を受ける。
As shown in FIG. 10, for example, when the earthquake swaying in the northeast-southwest side occurs, each
このとき、平面視における耐震橋脚11の揺れの状態を説明すると、図10に示すように、北西側の柱材20と南東側の柱材20は、互いに遠ざかる方向に曲がり、北東側の柱材20と南西側の柱材20は、互いに近づく方向に曲がる。このため、北西側の柱材20と北東側の柱材20及び北西側の柱材20と南西側の柱材20は、それぞれ相対変位し、各柱材20,20・・・と連結するつなぎ部材40がせん断力を受ける。同様に、南東側の柱材20と北東側の柱材20及び南東側の柱材20と南西側の柱材20は、それぞれ相対変位し、各柱材20,20・・・と連結するつなぎ部材40がせん断力を受ける。すると、各つなぎ部材40,40・・・のゴムダンパー部材42が弾性変形し、各つなぎ部材40,40・・・はせん断力に耐えることとなる。
At this time, the state of the shaking of the earthquake-
また、側面視における耐震橋脚11の揺れの状態を説明すると、図11に示すように、地震の揺れにより柱材20,20は略S字形状になるように揺れる。このとき、隣り合う柱材20,20の間に設けられたつなぎ部材40には、略S字形状に曲がる柱材20,20の相対変位によりせん断力が作用する。このとき、このせん断力は、ゴムダンパー部材42に作用し、ゴムダンパー部材42をせん断変形させる。
これらつなぎ部材40,40・・・は、自身がもつ弾性力により作用したせん断力に耐えるので、柱材20,20・・・の倒壊を防ぐことができる。
Moreover, the state of the shaking of the earthquake-
These linking
これにより、あらゆる方向で揺れる地震が発生しても、倒壊しない耐震橋脚11とすることができる。
また、ゴムダンパー部材42は、地震が発生した場合であっても繰り返し使用することができるが、ゴムダンパー部材42が劣化した場合は、新たなゴムダンパー部材と取り替えることができる。
このように、耐震橋脚11を構成したので、建設コストの低コスト化を実現でき、不確定な方向に発生する地震の揺れにも確実に対応することができる。
Thereby, even if the earthquake which shakes in all directions occurs, it can be set as the earthquake-
The
Thus, since the earthquake-
したがって、第二の実施形態に係る耐震橋脚11のつなぎ部材40の構成要素であるゴムダンパー部材42は、第一の実施形態に係る耐震橋脚10のつなぎ部材30の構成要素である低降伏点鋼材32よりも高価ではあるものの、当該低降伏点鋼材32は降伏するたびに交換が必要であるのに対しゴムダンパー部材42は繰り返しの使用に耐えることができるため、第二の実施形態に係る耐震橋脚11のトータル的な建設コストを小さくすることができる。
これにより、第一の実施系地に係る耐震橋脚10及び第二の実施形態に係る耐震橋脚11は、従来の橋脚より安価に設けることができる。
Therefore, the
Thereby, the earthquake-
(第三の実施形態)
次に、第一の実施形態に係る耐震橋脚10をラーメン構造の橋脚の脚部として用いた場合について説明する。図12は、ラーメン構造の耐震橋脚の一例を示す斜視図である。
(Third embodiment)
Next, the case where the earthquake-
本発明の第三の実施形態に係る耐震橋脚12は、図12に示すように、第一の実施形態に係る耐震橋脚10を2基並べ、各柱材20,20・・・・に掛かるように梁材Hが横架され固定されたラーメン構造となっている。
As shown in FIG. 12, the
このように構成されたラーメン構造の耐震橋脚12は、不確定な方向に揺れる地震が発生したとしても、前記のとおり、各耐震橋脚10,10が地震の揺れに対抗するので、隣り合う柱材20,20を連結するつなぎ部材30が、柱材20が倒壊する前に地震力(地震エネルギ)を吸収することにより降伏して、各耐震橋脚10,10の柱材20,20・・・を保護することができる。
As described above, the
このように、ラーメン構造の耐震橋脚12を構成したので、低コストを実現でき、不確定な方向に発生する地震の揺れにも対応することができる。
As described above, since the ramen-structured earthquake-
なお、低降伏点鋼材32を用いたつなぎ部材30に替えて、ゴムダンパー部材42を用いたつなぎ部材40を備えた耐震橋脚11を2基並べた構造としても同様の効果を奏する。
In addition, it replaces with the
以上、本発明について、好適な実施形態の例を説明した。しかし、本発明は、前記実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能である。 Heretofore, examples of preferred embodiments have been described for the present invention. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the design of each of the above-described components can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
例えば、基礎は、鋼管杭のほかに、地中に埋設されるフーチングを用いることもできる。このフーチングは、例えば、コンクリート構造物であって、その上面が矩形形状になっており、地中に設けられた複数の鋼管杭により支持されている。このように支持されたフーチングの上面に柱材を、フーチングの上部に対して多角形を形成するように、その多角形の頂点上にそれぞれ配置し固定することもできる。
したがって、柱材を支持する基礎の種類に制限されることなく、柱材を基礎に立設することができる。
なお、柱材20,20・・・は、その下端部をフーチング内に埋設させて立設してもよい。この場合、柱材20の下端部には、外周面に沿ってスタッドを取り付けておく。これにより、スタッドが硬化したコンクリートに引っかかるので柱材20がフーチングから抜け出るのを防止することができる。
For example, a footing buried in the ground can be used for the foundation in addition to the steel pipe pile. The footing is, for example, a concrete structure, the upper surface of which is rectangular, and is supported by a plurality of steel pipe piles provided in the ground. It is also possible to place and fix the column material on the upper surface of the footing supported in this manner, so as to form a polygon with respect to the upper portion of the footing, respectively, on the vertex of the polygon.
Therefore, the pillar material can be erected on the foundation without being limited to the kind of foundation that supports the pillar material.
The
また、柱材の配置位置は正四角形に限られず、地面に対して三角形、角形(長方形)、五角形、六角形等、多角形となる各頂点上にしても良い。 In addition, the position of the column member is not limited to a regular square, and may be on each vertex of a polygon such as a triangle, a rectangle (rectangle), a pentagon, or a hexagon with respect to the ground.
また、柱材の長さ(耐震橋脚の高さ)に応じて、つなぎ部材を高さ方向に2段、4段、等、複数段設けても良い。このようにすることにより、耐震橋脚が高架橋の橋脚として用いられる場合であっても、不確定な方向に発生する地震の揺れにも対応することができる。 Moreover, according to the length of a pillar material (height of an earthquake-resistant pier), you may provide several steps, such as a 2 step | paragraph and 4 steps | paragraphs, in a height direction. By doing in this way, even if an earthquake-resistant bridge pier is used as a viaduct pier, it can respond to the shaking of the earthquake which occurs in an uncertain direction.
また、地面は傾斜していても良い。したがって、傾斜している地面に耐震橋脚を設ける場合は、傾斜した地面に対して多角形を描くように、その多角形の各頂点上に基礎としての鋼管杭を設置し、その各鋼管杭の外部に露出する端部に柱材の下端部を接合して、柱材を多角形の各頂点上に配置することができる。
このようにして設ける耐震橋脚は、例えば、法面に脚部を設置する高速道路等に架けられるラーメン橋脚の脚部として用いることができる。
Moreover, the ground may be inclined. Therefore, when installing seismic piers on sloping ground, install steel pipe piles as the foundation on each vertex of the polygon so that a polygon is drawn on the sloping ground. The column material can be disposed on each vertex of the polygon by joining the lower end of the column material to the end portion exposed to the outside.
The seismic pier provided in this way can be used, for example, as a leg part of a ramen pier that is hung on an expressway or the like in which a leg part is installed on a slope.
10,11,12 耐震橋脚
20 柱材
30 つなぎ部材
31 取付用鋼材
32 低降伏点鋼材
40 つなぎ部材
41 取付用鋼材
42 ゴムダンパー部材
F フランジ
G 地面
K 鋼管杭(基礎)
10, 11, 12
Claims (5)
前記各柱材が鋼管材であり、前記各柱材が揺れた場合に前記つなぎ部材が変形することを特徴とする耐震橋脚。 A plurality of column members erected on the foundation, and a connecting member that connects the adjacent column members,
Each said pillar material is a steel pipe material, and when each said pillar material shakes, the said connection member deform | transforms, The earthquake-resistant bridge pier characterized by the above-mentioned.
前記低降伏点鋼材の降伏点が前記取付用鋼材及び前記柱材の降伏点よりも低く設定されて構成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の耐震橋脚。 The connecting member includes a mounting steel material to be attached to each column member, and a low yield point steel material provided between the mounting steel materials,
The earthquake resistant pier according to claim 1 or 2, wherein a yield point of the low yield point steel material is set lower than a yield point of the mounting steel material and the column material.
前記ゴムダンパー部材がせん断変形することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の耐震橋脚。 The connecting member includes a mounting steel material to be attached to each column member, and a rubber damper member provided between the mounting steel materials,
The earthquake-resistant bridge pier according to claim 1 or 2, wherein the rubber damper member undergoes shear deformation.
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